同步发电机模型整理

1、.同步电机定转子侧变量对应关系及名称u fef 励磁电动势 e f =xadu fr fi feq空载电动势（ x d 后面的电动势） eq =x ad i ffeq瞬变电动势（ x d 后面的电动势） eq x ad fx fdeq q轴超瞬变电动势（x d后面的电动势） eqx ad( x d1fx f 1d )2x f x dxadqed d轴超瞬变电动势（xq后面的电动势） edx aq qx qiqedxaqigiqedx aq gx g同步发电机16 各变量：13 个电磁变量： 定子侧 6 个（ udq 、idq 、dq ）；转子侧 7 个（ u f 、i fdq 、fdq ）3

2、个机电变量： （ tm 、 r 、 ）同步发电机10 个基本方程（ udqfdq 、 dqfdq ）：udri dpdrquqri qpqrdu fr f i fpf0r idpdd0rq iqpqx idxifxidddadadx iqx iqqqaqfxad i dx f i fxad i ddxad i dxad i fxdi dxiqx iqqaqq三阶实用模型：这种模型的导出基于如下假定：忽略定子绕组暂态和阻尼绕组作用，计及励磁绕组暂态和转子动态（1）忽略定子d、 q 轴暂态，即定子电压方程中pd 、 pq 均为 0；（2）在定子电压方程中，r1( p.u.) ，在速度变化不大的过渡

3、过程中，误差很小；.（ 3）忽略 d 、 q 绕组，其作用可在转子运动方程中补入阻尼项近似考虑。导出思路：（1）派克方程中忽略 d、q 绕组，方程数变为6 个，变量数变为12 个（ udqf 、 idqf 、dqf 、tm、 、），假设 uf和tm为已知量（励磁绕组和原动机输入），变量减为10个，方程数r为 6（ udqf、 dqf ） +2（ r 、 ） +2（dq 轴网络方程） =10 个，可以求解。（2）推导三阶模型时要对变量作如下改进：保留定子变量 udq 、i dq ，转子变量 u f 、i f 、f用 e f、 eq 、 eq 代替，然后用3 个磁链方程消去 d 、 q 、 eq

4、，最终保留 udq 、 i dq 、 eq 、 、（ 7 未知）和 e f 、tm（2已知）共9个变量，方程为3个电压方程、2个转子运动r方程和 2 个 dq 轴网络方程。三阶模型状态量：（ eq 、 r 、 ）：udxq iqri duqeqxd i dri qdeqtd0 dtefeq(xdxd )idtjd d ( 1) tm tetmeqi q( xdxq )idi qdtd 1dt若计及反映 q 轴瞬变过程中的g 绕组的四阶模型状态量（ ed 、 eq 、 r 、 ）：udxq iqri duqeqxd i dri qdeqtd0 dtefeq(xdxd )iddedtq0 dted

5、(xqxq )i qtjd d ( 1) tm tetmeqi q( xdxq )idi qdtddt 1五阶模型：导出思路：.方程数为 10 个， 7 个状态量（ d、 q、f、 d 、q、 r 、 ），忽略定子暂态，pd 、 pq 均为 0，降为 5 阶，变量数变为 16个（、 、），假设 u f和udqf 、 i dqfdq 、 dqfdq 、tmtmr为已知量（励磁绕组和原动机输入），变量减为 14个，通过方程数为10（ udqfdq 、 dqfdq ）+2（r、 ） +2（dq 轴网络方程） =14 个，可以求解。求解时将 udq 、 idq 保留， uf 用 e f替代，用 5 个

6、磁链方程消去3 个转子电流 i f （ eq ）、i d 、iq 和 2个定子磁链 d 、 q ， f 、 d 、 q 用 eq 、 eq 、 ed 代替。方程数为 5（ udqfdq ）（ 、 ）+2（ dq 轴网络方程） =9 个，变量为 11个（9 个未知 udq 、idq 、 eq 、 eq 、ed、+2rr 、 ），可以求解。方程为：udedxqi qri duqeqxd i dri qtd0deqefxxeqxx( xx)( xx )dtd1dd eqddd1 idxdx1xdx1xdx1td0deqxdx1td 0deqeqeq ( xdxd )iddtxdx1dtdedtq 0 dted( xqxq )iqdtj dtd ( 1) tmtetmeqi qed id(xdxq )id iqd 1dt二阶模型：经典二阶模型状态量（ r、 ）：对四阶模型，令peq ped0 ，即只计及转子动态，模型中xd xq ，即仍计及暂态凸极效应。.udedxqi qri duqeqxd i dri qtjdrd ( 1) tm te tm eq iq ed id ( xd xq )id i qdtd 1d